JP6403071B2

JP6403071B2 - 流体圧シリンダ

Info

Publication number: JP6403071B2
Application number: JP2015118178A
Authority: JP
Inventors: 康永鈴木; 福井　千明; 千明福井; 誠八重樫
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: BR112017026555A2; US20180172036A1; US10612570B2; CN107709798B; MX2017016125A; KR20180016574A; EP3308033A1; TW201708716A; TWI605201B; RU2692867C1; KR102083922B1; JP2017003021A; CN107709798A; EP3308033B1; WO2016199372A1

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。

従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有した流体圧シリンダが用いられており、本出願人は、シリンダチューブの両端部をヘッドカバー及びロッドカバーによって閉塞し、４本の連結ロッドで前記シリンダチューブをヘッドカバー及びロッドカバーと共に締結した流体圧シリンダを提案している。

このような流体圧シリンダでは、シリンダチューブの内部にピストン及びピストンロッドが変位自在に設けられ、前記シリンダチューブと前記ピストンとの間に形成されたシリンダ室へ圧力流体を供給することで、前記ピストンを軸方向に沿って変位させる。

特開２００８−１３３９２０号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、簡素な構成で、ピストンが変位してカバー部材に当接した際の衝撃を緩衝することが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内部にシリンダ室を有したシリンダチューブと、シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドとを有する流体圧シリンダにおいて、
ピストンは、シリンダチューブの内周面に摺接するピストン本体と、
ピストンロッドの端部とピストン本体とを接続する弾性変形可能なプレート体と、
を備え、
プレート体は、その一方の側面において、ピストンロッドの端部に連結されるとともにピストン本体の端面における内周領域に連結され、カバー部材に設けられたダンパがピストン本体の端面における外周領域に当接可能であり、
ピストンがカバー部材へと当接した際、プレート体が弾性変形することを特徴とする。

本発明によれば、流体圧シリンダにおけるピストンを、シリンダチューブの内周面に摺接するピストン本体と、弾性変形可能でありピストンロッドの端部とピストン本体とを接続するプレート体とから構成し、ピストンが圧力流体の供給作用下に変位してカバー部材へと当接した際、プレート体が弾性変形する。

従って、ピストンがカバー部材へ当接した際に生じる衝撃が、プレート体が弾性変形することで好適に吸収されピストンロッドへと伝達されることが抑制される。その結果、ピストン本体とピストンロッドとを弾性変形可能なプレート体で互いに接続するという簡素な構成で、ピストンがカバー部材へ当接した際の衝撃を好適に緩衝することが可能となる。

また、プレート体は、弾性係数の異なる複数の板材を積層させることで構成するとよい。

さらに、プレート体には、厚さ方向に突出した環状のリブを設けるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧シリンダにおけるピストンを、シリンダチューブの内周面に摺接するピストン本体と、弾性変形可能でありピストンロッドの端部とピストン本体とを接続するプレート体とから構成し、ピストンが圧力流体の供給作用下に変位してカバー部材へと当接した際にプレート体が弾性変形することで、当接時に生じる衝撃が好適に吸収されピストンロッドへと伝達されることが抑制される。その結果、ピストン本体とピストンロッドとを弾性変形可能なプレート体で互いに接続するという簡素な構成で、ピストンがカバー部材へ当接した際の衝撃を好適に緩衝することができる。

本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット近傍を示す拡大断面図である。図３Ａは、図１の流体圧シリンダにおけるヘッドカバー側から見た正面図であり、図３Ｂは、図１の流体圧シリンダにおけるロッドカバー側から見た正面図である。図４Ａは、図３Ａのヘッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図であり、図４Ｂは、図３Ｂのロッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図である。図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット及びピストンロッドを示す外観斜視図である。図６に示すピストンユニットの正面図である。図２のピストンユニットがヘッドカバーに当接した状態を示す拡大断面図である。図９Ａは、第１変形例に係るピストンユニットを示す拡大断面図であり、図９Ｂは、第２変形例に係るピストンユニットを示す拡大断面図であり、図９Ｃは、第３変形例に係るピストンユニットを示す拡大断面図である。

本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。

この流体圧シリンダ１０は、図１に示されるように、円筒状のシリンダチューブ１２と、該シリンダチューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（カバー部材）１４と、前記シリンダチューブ１２の他端部に装着されるロッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストンユニット（ピストン）１８と、前記ピストンユニット１８に連結されるピストンロッド２０とを含む。

シリンダチューブ１２は、例えば、金属製材料から形成され軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一定断面積で延在した筒体からなり、その内部にはピストンユニット１８の収容されるシリンダ室２２ａ、２２ｂが形成される。また、シリンダチューブ１２の両端部には、環状溝を介してリング状のシール部材（図示せず）がそれぞれ装着される。

ヘッドカバー１４は、図１〜図３Ａ、図４Ａに示されるように、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の一端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がヘッドカバー１４へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ヘッドカバー１４との間を通じたシリンダ室２２ａからの圧力流体の漏れが防止される。

また、図４Ａに示されるように、ヘッドカバー１４の四隅近傍には、後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第１孔部２６がそれぞれ形成されると共に、前記第１孔部２６に対してヘッドカバー１４の中央側となる位置には第１連通孔２８が形成される。第１孔部２６及び第１連通孔２８は、図１及び図２に示されるヘッドカバー１４の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）にそれぞれ貫通している。

このヘッドカバー１４の外壁面１４ａには、圧力流体を供給・排出するための第１ポート部材３０が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第１ポート部材３０は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第１ポート部材３０の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路３２が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でヘッドカバー１４の外壁面１４ａに対して固定される。

そして、第１ポート部材３０は、ポート通路３２がヘッドカバー１４の第１連通孔２８と連通することで、前記第１ポート部材３０とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第１ポート部材３０を設ける代わりに、例えば、第１連通孔２８に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）となるヘッドカバー１４の内壁面１４ｂには、図１、図２及び図４Ａに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第１ピン孔３４が形成され、前記第１ピン孔３４にはそれぞれ第１インローピン３６が挿入される。第１ピン孔３４は、ヘッドカバー１４の中心に対する所定直径の円周上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。

この第１インローピン３６は、第１ピン孔３４と同数となるように複数設けられ、断面円形状で形成された鍔部３８と、該鍔部３８に対して小径で第１ピン孔３４へ挿入される軸部４０とからなる。そして、第１インローピン３６は、軸部４０が第１ピン孔３４へと圧入されることで、それぞれヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して固定され、鍔部３８がヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して突出した状態となる。

この第１インローピン３６の鍔部３８は、その外周面がヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ａに示されるように該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ヘッドカバー１４に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第１インローピン３６は、ヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２の一端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第１インローピン３６は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂにはリング状の第１ダンパ４２が設けられる。この第１ダンパ４２は、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第１連通孔２８よりも半径外方向となるように配置される（図２及び図４Ａ参照）。

また、第１ダンパ４２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部４４を有し、前記切欠部４４には第１インローピン３６が挿入される。すなわち、切欠部４４は、第１インローピン３６と同数且つ同一円周上に同ピッチで設けられる。そして、第１ダンパ４２は、図２に示されるように、第１インローピン３６の鍔部３８によってヘッドカバー１４の内壁面１４ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１４ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、第１インローピン３６は、シリンダチューブ１２の一端部をヘッドカバー１４に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロー手段）であると同時に、第１ダンパ４２を前記ヘッドカバー１４へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと変位した際、その端部が第１ダンパ４２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ヘッドカバー１４に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、ヘッドカバー１４には、第１連通孔２８に対してさらに中央側となる位置に、後述するガイドロッド１２４の支持される第１ロッド孔４６が形成される。なお、第１ロッド孔４６は、ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂ側（矢印Ａ方向）に開口し外壁面１４ａまでは貫通していない。

ロッドカバー１６は、図１、図３Ｂ及び図４Ｂに示され、ヘッドカバー１４と同様に、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の他端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がロッドカバー１６へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ロッドカバー１６との間を通じたシリンダ室２２ｂからの圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の中央には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔４８が形成されると共に、その四隅には後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第２孔部５０が形成される。また、ロッドカバー１６には、第２孔部５０に対して中心側となる位置に第２連通孔５２が形成される。このロッド孔４８、第２孔部５０及び第２連通孔５２は、それぞれロッドカバー１６の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通して形成される。

このロッド孔４８には、ピストンロッド２０を変位自在に支持するホルダ５４が設けられる。このホルダ５４は、例えば、金属製材料から絞り加工等によって形成され、円筒状のホルダ本体５６と、該ホルダ本体５６の一端部に形成され半径外方向に拡径したフランジ部５８とを有し、前記ホルダ本体５６の一部が前記ロッドカバー１６から外側に突出するように設けられる（図１参照）。

そして、ロッドカバー１６のロッド孔４８にホルダ本体５６が挿通され、フランジ部５８がシリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に配置された状態で、前記フランジ部５８をロッドカバー１６の内壁面１６ｂに当接させ複数（例えば、４本）の第１リベット６０を前記フランジ部５８の第１貫通孔６２を介して前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へ挿入して係合させる。これにより、ロッドカバー１６のロッド孔４８に対してホルダ５４が固定される。この際、ホルダ５４は、ロッド孔４８と同軸上となるように固定される。

この第１リベット６０は、例えば、円形状の鍔部６６と、該鍔部６６に対して縮径した軸状のピン部６８とを有した自己穿孔式リベットであり、前記フランジ部５８側から第１リベット６０を第１貫通孔６２へと挿入し、その鍔部６６を前記フランジ部５８に係合させた状態で、前記ピン部６８を前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へと打ち込むことで、該ピン部６８が第１貫通孔６２に対して係合されフランジ部５８がロッドカバー１６に対して固定される。

なお、第１リベット６０は、自己穿孔式リベットに限定されるものではなく、例えば、ピン部６８をロッドカバー１６の外壁面１６ａ側まで突出させた後に押し潰して変形させ固定する一般的なリベットであってもよい。

このホルダ５４の内部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って並ぶようにブッシュ７０及びロッドパッキン７２が設けられ、後述するピストンロッド２０が内部に挿通されることで、前記ブッシュ７０によって軸方向に沿ってガイドされると同時に、ロッドパッキン７２が摺接することで前記ホルダ５４と前記ロッドパッキン７２との間を通じた圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の外壁面１６ａには、図１及び図３Ｂに示されるように、圧力流体を供給・排出するための第２ポート部材７４が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第２ポート部材７４は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第２ポート部材７４の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路７６が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でロッドカバー１６の外壁面１６ａに対して固定される。

そして、第２ポート部材７４は、ポート通路７６がロッドカバー１６の第２連通孔５２と連通することで、前記第２ポート部材７４とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第２ポート部材７４を設ける代わりに、例えば、第２連通孔５２に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）となるロッドカバー１６の内壁面１６ｂには、図１及び図４Ｂに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第２ピン孔７８が形成され、前記第２ピン孔７８にはそれぞれ第２インローピン８０が挿入される。すなわち、第２インローピン８０は、第２ピン孔７８と同数となるように複数設けられる。

第２ピン孔７８は、ロッドカバー１６の中心に対する所定直径の円周上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。なお、第２インローピン８０は、第１インローピン３６と同一形状で形成されるため、その詳細な説明については省略する。

そして、第２インローピン８０の軸部４０が第２ピン孔７８へと圧入されることで、前記第２インローピン８０がそれぞれロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して固定され、鍔部３８がロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して突出した状態となる。

また、第２インローピン８０の鍔部３８は、その外周面がロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ｂに示されるように、該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ロッドカバー１６に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第２インローピン８０は、ロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２の他端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第２インローピン８０は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ロッドカバー１６の内壁面１６ｂにはリング状の第２ダンパ８２が設けられる。この第２ダンパ８２は、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第２連通孔５２よりも半径外方向となるように配置される。

また、第２ダンパ８２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部８４を有し、前記切欠部８４には第２インローピン８０が挿入される。そして、第２ダンパ８２は、第２インローピン８０の鍔部３８によってロッドカバー１６の内壁面１６ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１６ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、切欠部８４は、第２インローピン８０と同数且つ同一円周上に同ピッチで設けられる。

このように、第２インローピン８０は、シリンダチューブ１２の他端部をロッドカバー１６に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロー手段）であると同時に、第２ダンパ８２を前記ロッドカバー１６へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと変位した際、その端部が第２ダンパ８２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ロッドカバー１６に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、第２連通孔５２に対してさらにロッドカバー１６の中心側となる位置に、後述するガイドロッド１２４の支持される第２ロッド孔８６が形成される。なお、第２ロッド孔８６は、図１に示されるように、ロッドカバー１６の内壁面１６ｂ側（矢印Ｂ方向）に開口し外壁面１６ａまでは貫通していない。

そして、シリンダチューブ１２の一端部にヘッドカバー１４の内壁面１４ｂを当接させ、他端部にロッドカバー１６の内壁面１６ｂを当接させた状態で、４つの第１及び第２孔部２６、５０に連結ロッド８８をそれぞれ挿通させ、その両端部に締結ナット９０（図１、図３Ａ、図３Ｂ参照）を螺合させ前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の外壁面１４ａ、１６ａに当接するまで締め付けることで、前記シリンダチューブ１２がヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に挟持された状態で固定される。

また、連結ロッド８８には、図５に示されるように、ピストンユニット１８の位置を検出するための検出センサ９２を保持するセンサ保持体９４が設けられ、該センサ保持体９４は、前記連結ロッド８８の延在方向に対して略直交するように設けられ、該連結ロッド８８に沿って移動可能に設けられると共に、該連結ロッド８８に保持された部位から延在して検出センサ９２の装着される装着部９６を有している。装着部９６には、例えば、断面円形状で連結ロッド８８と略平行な溝部が形成され、該溝部に検出センサ９２が収納され保持される。

この検出センサ９２は、後述するリング体（ピストン本体）１００のマグネット１２２が有している磁気を検出可能な磁気センサである。なお、この検出センサ９２を含むセンサ保持体９４は必要に応じた数量だけ適宜設けられる。

ピストンユニット１８は、図１、図２及び図６〜図８に示されるように、ピストンロッド２０の一端部に連結される円盤状のプレート体９８と、該プレート体９８の外縁部に連結されるリング体１００とを含む。

プレート体９８は、例えば、弾性を有した金属製の板材から略一定厚さで形成され、その中央部には厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第２貫通孔１０２が設けられる。そして、第２貫通孔１０２には第２リベット１０４が挿入され、その先端がピストンロッド２０の一端部に形成された第２リベット孔１０６へ挿入され係合されることで、前記ピストンロッド２０の一端部にプレート体９８が略直交するように連結される。

この第２リベット１０４は、第１リベット６０と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６がプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記ピストンロッド２０の内部へと打ち込むことで第２リベット孔１０６に対して係合させ、プレート体９８がピストンロッド２０に対して係止される。

また、プレート体９８の外縁部には、厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第３貫通孔１０８が設けられ、前記第３貫通孔１０８は、前記プレート体９８の周方向に沿って互いに等間隔離間して形成されると共に、前記プレート体９８の中心に対して同一直径上となるように形成される。

さらに、プレート体９８には、第３貫通孔１０８より内周側となる位置に、厚さ方向に貫通したロッド挿通孔１１０が形成され、後述するガイドロッド１２４が挿通される。

さらにまた、プレート体９８には、ピストンロッド２０に固定される中心部と外縁部との間となる位置に、例えば、断面湾曲状に突出したリブ１１２を有し、前記リブ１１２は、周方向に沿った環状に形成されると共に、ピストンロッド２０側とは反対側（矢印Ｂ方向）に向かって突出するように形成される。また、リブ１１２は、ピストンロッド２０側（矢印Ａ方向）に向かって突出するように形成してもよい。なお、リブ１１２は、ロッド挿通孔１１０より内周側となる位置に形成される。

このリブ１１２を設けることで弾性を有したプレート体９８の撓み具合を所定量に設定している。換言すれば、このリブ１１２の位置や形状を適宜変更することで、プレート体９８の撓み量を自在に調整することが可能となる。また、上述したリブ１１２を設けなくてもよい。

なお、このプレート体９８は、ピストンロッド２０の端部に第２リベット１０４で連結される場合に限定されるものではなく、例えば、前記ピストンロッド２０の端部に加締めたり溶接することで連結してもよいし、圧接や接着によって連結したり、ねじ込むことで連結するようにしてもよい。さらに、ピンを圧入して端部を塑性変形させることで連結するようにしてもよい。

リング体１００は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成され、ヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となる端面にプレート体９８の外縁部が当接し、複数の第３リベット１１４によって固定されている。この第３リベット１１４は、第１及び第２リベット６０、１０４と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６をプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記リング体１００の第３リベット孔１１５へと打ち込むことで内部に係合され係止される。

また、リング体１００には、図２に示されるように、外周面に形成された環状溝を介してピストンパッキン１１６及びウェアリング１１８が設けられ、前記ピストンパッキン１１６が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００と前記シリンダチューブ１２との間を通じた圧力流体の漏出を防止し、前記ウェアリング１１８が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００が前記シリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に案内される。

さらに、図１、図２、図５〜図７に示されるように、ヘッドカバー１４に臨むリング体１００の側面には、軸方向に沿って開口した複数（例えば、４個）の孔部１２０が形成され、その内部には円柱状のマグネット１２２がそれぞれ圧入される。このマグネット１２２の配置は、ピストンユニット１８をシリンダチューブ１２の内部に設けた際、図５に示されるように、４本の連結ロッド８８に臨む位置となるように設けられ、前記連結ロッド８８に設けられたセンサ保持体９４の検出センサ９２によって前記マグネット１２２の磁気が検出される。

ガイドロッド１２４は、図１、図２、図４Ａ〜図５に示されるように、断面円形状で軸状に形成され、その一端部がヘッドカバー１４の第１ロッド孔４６へ挿入され、他端部がロッドカバー１６の第２ロッド孔８６へと挿入されると共に、プレート体９８のロッド挿通孔１１０へ挿通される。これにより、ガイドロッド１２４は、シリンダチューブ１２の内部において、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に固定されピストンユニット１８の軸方向（変位方向）と平行に設けられると共に、前記ピストンユニット１８が軸方向に変位する際に回転してしまうことが防止される。換言すれば、ガイドロッド１２４はピストンユニット１８の回り止めとして機能する。

また、ロッド挿通孔１１０にはОリングが設けられ、該ロッド挿通孔１１０とガイドロッド１２４との間を通じた圧力流体の漏れを防止している。

ピストンロッド２０は、図１に示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した軸体からなり、略一定径で形成された本体部１２６と、該本体部１２６の他端部に形成された小径な先端部１２８とを有し、前記先端部１２８がホルダ５４を介してシリンダチューブ１２の外側に露出するように設けられる。この本体部１２６の一端部は、ピストンロッド２０の軸方向と直交した略平面状に形成され、プレート体９８が連結されている。

本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第１ポート部材３０へと供給する。この場合、第２ポート部材７４は、図示しない切換弁による切換作用下に大気開放状態としておく。これにより、圧力流体が、第１ポート部材３０からポート通路３２及び第１連通孔２８へと供給され、前記第１連通孔２８からシリンダ室２２ａへと供給された圧力流体によってピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと押圧される。

そして、ピストンユニット１８と共にピストンロッド２０が変位し、リング体１００の端面が第２ダンパ８２へと当接することで変位終端位置となる。この際、第２ダンパ８２によってロッドカバー１６からピストンユニット１８への衝撃の付与が緩和される。

また、ピストンユニット１８が第２ダンパ８２へリング体１００が当接した際、前記第２ダンパ８２によって前記ピストンユニット１８への衝撃の付与が緩衝されると同時に、プレート体９８が外縁部に設けられたリング体１００とピストンロッド２０に連結された中央部との間で撓むことで、前記リング体１００に付与される衝撃をさらに好適に吸収してピストンロッド２０側への衝撃の伝達が抑制される。

一方、ピストンユニット１８を前記とは反対方向（矢印Ｂ方向）に変位させる場合には、第２ポート部材７４へ圧力流体を供給すると共に、第１ポート部材３０を切換弁（図示せず）の切換作用下に大気開放状態とする。そして、圧力流体が、第２ポート部材７４からポート通路７６及び第２連通孔５２を通じてシリンダ室２２ｂへと供給され、該シリンダ室２２ｂへと供給された圧力流体によってピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと押圧される。

そして、図８に示されるように、ピストンユニット１８の変位作用下にピストンロッド２０が共に変位し、前記ピストンユニット１８のリング体１００がヘッドカバー１４の第１ダンパ４２へと当接することで初期位置へと復帰する。

この際にも同様に、ピストンユニット１８のリング体１００が第１ダンパ４２へ当接した際、前記第１ダンパ４２によって前記ピストンユニット１８への衝撃の付与が緩衝されると同時に、図８に示されるように、プレート体９８が外縁部に設けられたリング体１００とピストンロッド２０に連結された中央部との間で撓むことで、前記リング体１００に付与される衝撃をさらに好適に吸収してピストンロッド２０側への衝撃の伝達が抑制される。

以上のように、本実施の形態では、流体圧シリンダ１０におけるピストンユニット１８を、その中央部がピストンロッド２０の一端部に連結されるプレート体９８と、該プレート体９８の外縁部に設けられたリング体１００とから構成し、前記プレート体９８を、例えば、弾性変形可能な金属製材料から形成することにより、前記ピストンユニット１８が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位し、リング体１００がヘッドカバー１４又はロッドカバー１６に当接した変位終端位置において、当接時に前記リング体１００に付与される衝撃をプレート体９８が弾性変形することで好適に吸収することができる。

その結果、ピストンユニット１８を構成するプレート体９８を所定厚さの弾性変形可能な板材から形成するという簡素な構成で、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６へ当接した際の衝撃がピストンユニット１８側へ伝達されることを抑制し、例えば、該ピストンロッド２０の他端部でワーク等を搬送する場合に衝撃が伝達されてしまうことを防止することができる。

また、プレート体９８の材質、板厚、リブ１１２の有無、形状や位置等を適宜変更することで、衝撃の吸収性能を自在に変更することができるため、例えば、ピストンユニット１８の変位速度やリング体１００を含む前記ピストンユニット１８の重量等の諸条件に応じて前記材質等を変更することで衝撃を確実に吸収することができる。

また、上述したプレート体９８を含むピストンユニット１８は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、図９Ａに示される第１変形例に係るピストンユニット１５０のように、積層された複数の第１〜第３プレート１５２、１５４、１５６からプレート体１５８を構成するようにしてもよい。

このプレート体１５８は、その中央部が第２リベット１０４によってピストンロッド２０の一端部に連結された第１プレート１５２と、該第１プレート１５２に対して小径で積層された第２プレート１５４と、該第２プレート１５４に対してさらに小径で積層された第３プレート１５６とからなり、前記第２及び第３プレート１５４、１５６の中央部にはピストンロッド２０の本体部１２６がそれぞれ挿通される。なお、第１〜第３プレート１５２、１５４、１５６は、例えば、溶接や溶着等で一体的に固定される。

この第１〜第３プレート１５２、１５４、１５６は、それぞれ弾性係数が異なるように形成され、ピストンロッド２０に対して同軸状となるように設けられる。すなわち、第１〜第３プレート１５２、１５４、１５６は、その形状、材質等がそれぞれ異なるように形成される。

このような構成とすることにより、弾性係数の異なる複数の第１〜第３プレート１５２、１５４、１５６が積層されたプレート体１５８とすることで、１枚のプレートからプレート体９８を構成する場合と比較し、変位終端位置における衝撃の吸収度合いをより高めることが可能となる。そのため、例えば、ピストンユニット１５０への衝撃の付与が大きい場合等にこのようなプレート体１５８を用いることで好適に衝撃を緩衝することが可能となると共に、プレートの枚数、材質及び形状等を選択的に組み合わせることで、ピストンユニット１５０へ付与される衝撃の大きさに応じて該衝撃の吸収性能を自在に調整することが可能となる。

また、図９Ｂに示される第２変形例に係るピストンユニット１６０のように、リング体１６２を２ピース構造とし、その間にプレート体９８の外縁部を挟み込むよう構成してもよい。このリング体１６２は、ヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に設けられる第１リング１６４と、ロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）に設けられる第２リング１６６とからなり、前記第１リング１６４と前記第２リング１６６とがプレート体９８の外縁部を挟み込むように配置された状態で、例えば、溶接等によって一体的に連結される。なお、プレート体９８の中央部は、例えば、第２リベット１０４によってピストンロッド２０の一端部に連結されるが、溶接や加締め等を用いて連結するようにしてもよいし、圧接や接着によって連結したり、ねじ込むことで連結するようにしてもよい。さらに、ピンを圧入して端部を塑性変形させることで連結するようにしてもよい。

そして、リング体１６２において、例えば、第１リング１６４には、その内部にマグネット１２２が収納され、外周面にウェアリング１１８が設けられ、一方、第２リング１６６の外周面にはピストンパッキン１１６が設けられる。

このような構成とすることにより、プレート体９８をリング体１６２の幅中心に設けることで、前記リング体１６２の内周側に空間を設けることができるため、該空間を有効に利用することで流体圧シリンダ１０の軸方向に沿った寸法を小型化しつつ、プレート体９８の変形作用下に変位終端位置における衝撃を好適に緩和することが可能となる。

例えば、上述した空間の利用方法としては、ヘッドカバー１４又はロッドカバー１６とピストンユニット１６０との間にスプリングを設け、一方向への変位のみを圧力流体の供給作用下に行い、他方向への変位を前記スプリングの弾発力によって行う単動式の流体圧シリンダにおいて、前記スプリングの一部を収納する空間として有効に活用することが可能となる。

さらに、図９Ｃに示される第３変形例に係るピストンユニット１７０のように、プレート体９８の外縁部において、ヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となる側面にリング体１００を設ける構成としてもよい。なお、プレート体９８の中央部は、例えば、第２リベット１０４によってピストンロッド２０の一端部に連結されるが、溶接や加締め等を用いて連結するようにしてもよいし、圧接や接着によって連結したり、ねじ込むことで連結するようにしてもよい。さらに、ピンを圧入して端部を塑性変形させることで連結するようにしてもよい。

このような構成とすることにより、流体圧シリンダ１０のシリンダ室２２ａにおいて、ヘッドカバー１４側となるピストンユニット１７０の内周側に空間を設けることが可能となるため、該空間を有効に利用することで流体圧シリンダ１０の軸方向に沿った寸法を小型化しつつ、プレート体９８の変形作用下に変位終端位置における衝撃を好適に緩和することが可能となる。

すなわち、シリンダ室２２ａ内において、有効利用したい空間の位置に応じて、プレート体９８に対するリング体１００の位置を設定すればよい。

なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…流体圧シリンダ１２…シリンダチューブ
１４…ヘッドカバー１６…ロッドカバー
１８、１５０、１６０、１７０…ピストンユニット
２０…ピストンロッド９８、１５８…プレート体
１００…リング体１１２…リブ
１５２…第１プレート１５４…第２プレート
１５６…第３プレート１６４…第１リング
１６６…第２リング

Claims

内部にシリンダ室を有したシリンダチューブと、前記シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンと、前記ピストンに連結されるピストンロッドとを有する流体圧シリンダにおいて、
前記ピストンは、シリンダチューブの内周面に摺接するピストン本体と、
前記ピストンロッドの端部と前記ピストン本体とを接続する弾性変形可能なプレート体と、
を備え、
前記プレート体は、その一方の側面において、前記ピストンロッドの端部に連結されるとともに前記ピストン本体の端面における内周領域に連結され、前記カバー部材に設けられたダンパが前記ピストン本体の端面における外周領域に当接可能であり、
前記ピストンが前記カバー部材へと当接した際、前記プレート体が弾性変形することを特徴とする流体圧シリンダ。
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記プレート体は、弾性係数の異なる複数の板材が積層されることで構成されることを特徴とする流体圧シリンダ。
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記プレート体には、厚さ方向に突出した環状のリブが設けられることで構成されることを特徴とする流体圧シリンダ。